相変化を伴うサイクル反応に用いる反応材料の設計

涉及相变的循环反应中使用的反应材料的设计

• 批准号: 13750691
• 负责人: 桜井 誠
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750691/
• 关键词: 熱化学分解法; サイクル反応; 相変化; 水素製造; 構想解析; 構造解析

熱化学水素製造UT-3サイクルの構成反応である、鉄系固体反応物の反応について、臭素化および加水分解反応それぞれの反応性の向上を目指して、これまでの粉末混合法に代わって、液相アルコキシド法の導入により調製法の改良を行った。その結果、反応成分の分散化を達成し、さらに、反応成分と構造維持体成分との構成比の検討、細孔構造の制御を行うことにより、反応性に優れた固体反応物を開発した。この固体反応物を用いて、サイクルの繰り返し反応試験を行い、SEMにより固体の観察をし、反応に伴う固体構造の変化を画像取得装置で取り込み解析するとともに、細孔構造の変化を水銀圧入式ポロシメータを用いて解析した。これらの結果をもとに、繰り返し反応に対して高い耐久性を持つ、固体の最適な構造を明らかにし、実際にその方法により調製した固体反応物を用いて、10サイクルにわたる繰り返し反応において、反応性が維持されることを明らかにした。また、この改良された固体反応物を用いて、反応中の反応成分の相変化について熱分析装置により定量的に評価し、さらに、加圧条件下における反応試験も行い、圧力と反応成分の相変化との関連性についても検討した。そして、相変化による反応成分の消失をできるだけ少なくするような操作条件を見出した。続いて常圧下および加圧下における反応解析を行い、プロセスのシミュレーションに必要となる反応速度式の導出も行った。特に臭素化反応については、逆反応の加水分解反応の進行をも考慮した、より実験結果を厳密に表現する速度式を提案した。工業化を考えての反応固体の形状、成型法についても検討を加え、球状固体と板状固体について反応性の比較を行い、固体構造との関係を明らかにした。

The composition of thermochemical water production UT-3 Sisaku is very important, the reaction of iron-based solid reactants is very important, and the reactivity of ozonation and hydrolysis reactions is very important. This new powder mixing method has been developed, and the introduction of the liquid-phase alcoxidized method has led to the improvement of the modulation method. As a result, the dispersion of the reaction component is achieved, the reaction component is maintained, the composition ratio is discussed, the pore structure is controlled, and the reaction property is optimized. The solid state reaction material is used for analysis, the reaction material is used for test, the SEM is used for observation, the reaction material is used for image acquisition, the pore structure is used for analysis, and the mercury is used for analysis. The results of this study are: durability, optimum structure of solid, practical method of modulation, application of solid, and durability. This improved thermal analysis device is used for quantitative analysis of solid phase reaction, phase transformation of reaction components in reaction, and correlation analysis of phase transformation of reaction components under pressure and pressure. The operating conditions of the phase change and the disappearance of the reaction component are shown. In the case of high pressure and high pressure, the inverse velocity equation is derived. In particular, the speed formula for the reaction of hydrolysis and hydrolysis is proposed. Industrialized solid shape, molding method, comparison of reaction properties, solid structure and relationship

项目成果

桜井 誠, 森山 梢, 亀山秀雄: "熱化学水素製造プロセスのダイナミックシミュレーション"水素エネルギーシステム. 27・1. 11-16 (2002)

Makoto Sakurai、Kozue Moriyama、Hideo Kameyama：“热化学制氢过程的动态模拟”27・1（2002）。